DE102016224698A1 - Device for influencing an engine noise, which reflects an engine vibration and driving conditions - Google Patents
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Abstract
Eine Vorrichtung zum Beeinflussen eines Motorgeräuschs, welches eine Motorschwingung und Fahrzustände widerspiegelt, weist einen Tongenerator auf, der ein Verstärkungsgeräusch erzeugt, um ein nicht lineares Motorgeräusch zu ergänzen. Die Vorrichtung wiest einen Vibrationssensor, der eine Motorschwingung als eine Geräuschquelle des Motors misst, eine Signalverarbeitungssteuerung, die das Signal des Vibrationssensors in Echtzeit empfängt und den Tongenerator steuert, so dass das Motorgeräusch eine Linearität aufrechterhalten kann, und einen Verstärker, der ein Steuersignal der Signalverarbeitungssteuerung empfängt und dann ergänzt, um das ergänzte Steuersignal an den Tongenerator zu übermitteln.An apparatus for influencing engine noise, which reflects engine vibration and driving conditions, includes a tone generator that generates a gain sound to supplement non-linear engine noise. The apparatus comprises a vibration sensor that measures engine vibration as a noise source of the engine, a signal processing controller that receives the signal of the vibration sensor in real time and controls the sound generator so that the engine noise can maintain linearity, and an amplifier that provides a control signal of the signal processing controller receives and then supplements to transmit the supplemented control signal to the tone generator.
Description
HINTERGRUNDBACKGROUND
Technisches GebietTechnical area
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich Fahrzeugmotorgeräusche, und spezifischer auf eine Vorrichtung zum Steuern bzw. Beeinflussen eines Motorgeräuschs, welches eine Motorschwingung und Fahrzustände widerspiegelt.The present disclosure relates to vehicle engine noise, and more particularly to an engine noise control device that reflects engine vibration and driving conditions.
Beschreibung des Stands der TechnikDescription of the Related Art
Sich auf Fahrzeuggeräusche beziehende Forschung kann klassifiziert werden als Forschung, die sich darauf bezieht, wie man so wenig Lärm wie möglich von einer Geräuschquelle emittieren kann, Forschung, die sich darauf bezieht, ein Geräusch mit tonabsorbierenden Materialien abzuschirmen, und Forschung, die sich darauf bezieht, ein Geräusch mittels einer aktiven Geräuschsteuerung aufzuheben bzw. zu kompensieren. Spezifischer kann die aktive Geräuschsteuerungstechnologie das Geräusch so steuern, dass es identisch ist mit oder geringer ist als ein dröhnendes Band bzw. ein Booming Band („booming band”) unter der Verwendung einer Umkehrphasentonquelle. Als die zum Minimieren eines Fahrzeuggeräuschs geeignete Technologie kann die Technologie auch ein Geräusch aufheben, indem durch ein Tongerät eine entgegengesetzte Tonwelle für das Geräusch erzeugt wird, wenn das Geräusch auftritt.Vehicle noise related research can be classified as research relating to how to emit as little noise as possible from a noise source, research relating to shielding sound with sound absorbing materials, and research relating thereto to cancel a noise by means of an active noise control or compensate. More specifically, the active noise control technology may control the noise to be identical to or less than a booming band using a reverse phase sound source. As the technology suitable for minimizing vehicle noise, the technology can also cancel a noise by generating an opposite sound wave for the sound by a sound device when the noise occurs.
Unter den vorstehenden Technologien hat sich das Verfahren, bei dem tonabsorbierende Materialien verwendet werden, als effektiv erwiesen für ein Hochfrequenzgeräusch über 500 Hz. Die tonabsorbierende Technologie erhöht jedoch die Kosten, weil die Größe der tonabsorbierenden Materialien erhöht werden sollte, um für Niedrigfrequenzgeräusche effektiv zu sein. Ferner ist die Verwendung eines tonabsorbierenden Materials erschwert, oder es besteht eine Notwendigkeit, die Materialien zu variieren, wenn eine Notwendigkeit einer Gewichtsreduzierung besteht, so wie beim Flugzeug oder einem Fahrzeug.Among the above technologies, the method using sound absorbing materials has proved effective for high frequency noise above 500 Hz. However, the sound absorbing technology increases the cost because the size of the sound absorbing materials should be increased to be effective for low frequency noise , Further, the use of a sound absorbing material is difficult, or there is a need to vary the materials when there is a need for weight reduction, such as in an airplane or a vehicle.
Weil darüber hinaus jüngst Umweltprobleme ernst geworden sind, besteht eine Nachfrage nach einem Fahrzeug, welches weniger Kraftstoff verbraucht, um die Abgasmenge zu reduzieren. Als Lösung für dieses Problem besteht ein Wunsch, das Gewicht eines Fahrzeugs zu reduzieren und die Effizienz eines Motors bei Verwendung zu erhöhen. Dieses Vorgehen kann jedoch notwendigerweise einen negativen Einfluss auf Schwingungen und Geräusche eines Fahrzeugs ausüben.In addition, because environmental issues have recently become serious, there is a demand for a vehicle that consumes less fuel to reduce the exhaust gas amount. As a solution to this problem, there is a desire to reduce the weight of a vehicle and increase the efficiency of an engine in use. However, this approach may necessarily exert a negative influence on vibrations and noises of a vehicle.
Jüngst wurden daher eine aktive Geräuschsteuerungstechnologie und -technik entwickelt. Bei einer konventionellen aktiven Geräuschsteuerung, wie in
Die aktive Geräuschsteuerungstechnologie dient jedoch lediglich dazu, dass Innengeräusch eines Fahrzeugs zu reduzieren. Die Technologie widerspiegelt nicht die Bedürfnisse des Fahrers in Bezug auf das dynamische Motorgeräusch.The active noise control technology, however, only serves to reduce the interior noise of a vehicle. The technology does not reflect the driver's needs in terms of dynamic engine noise.
Als eine Technik zum dafür Kompensieren gibt es eine aktive Geräuschdesign- bzw. ASD(„Active Sound Design”)-Technologie. Die ASD-Technologie ist dazu ausgelegt, die Bedürfnisse des Fahrers zu widerspiegeln, indem virtuelle Tonquellen voraufgenommen werden, wie ein fortschrittliches Fahrzeuginnengeräusch, und die Tonquellen durch einen internen Lautsprecher reproduziert werden, während ein Fahrzeug gefahren wird. Mit anderen Worten kann, wie in
Die existierende aktive Geräuschsteuerungs- und aktiven Tondesigntechnologien bzw. Sounddesigntechnologien und -techniken verwenden jedoch das Mikrofon zum Messen eines Geräuschs und Verwenden einen Lautsprecher, um ein separates Geräusch (das Geräusch mittels eines Steuersignals oder der voraufgenommenen virtuellen Tonquellen) zu erzeugen, um zu dem Geräusch zu korrespondieren. Daher weisen diese Technologien und Techniken ein Problem auf, dass die Lautsprechersteuerung verzögert ist und der Fahrer daher den Unterschied oder die Verzögerung fühlen oder erfassen kann.However, the existing active noise control and active sound design technologies and techniques use the microphone to measure noise and use a speaker to generate a separate noise (the sound by means of a control signal or pre-recorded virtual sound sources) to the sound to correspond. Therefore, these technologies and techniques have a problem that speaker control is delayed and the driver can therefore sense or detect the difference or delay.
Darüber hinaus unterscheiden sich die Ursprungsposition eines Motorgeräusch von einem Motorraum und die Ursprungsposition des separaten Geräuschs voneinander, das durch den Lautsprecher erzeugt wird. Der Lautsprecher ist für die existierende aktive Geräuschsteuerung und die aktiven Sounddesignsystemen im Fahrzeuginnenraum angebracht. Daher kann der Fahrer erneut die Differenz fühlen, hören oder erfassen.In addition, the origin position of an engine sound from an engine room and the origin position of the separate noise from each other, which is generated by the speaker, are different. The loudspeaker is installed in the vehicle interior for the existing active noise control and active sound design systems. Therefore, the driver can feel, hear or detect the difference again.
Das
Das Vorstehende ist lediglich dazu gedacht, beim Verständnis des Hintergrunds der vorliegenden Offenbarung zu helfen, und ist nicht dazu gedacht, auszudrücken, dass die vorliegende Offenbarung in den Bereich des Stands der Technik fällt, der dem Fachmann bereits bekannt ist.The foregoing is intended merely to assist in understanding the background of the present disclosure, and is not intended to imply that the present disclosure falls within the scope of the prior art that is already known to those skilled in the art.
ZUSAMMENFASSUNGSUMMARY
Die vorliegende Offenbarung wurde im Rahmen einer Anstrengung konzipiert, eine Vorrichtung zum Beeinflussen bzw. Steuern eines Motorgeräuschs zu schaffen, welche Schwingungseigenschaften eines Motors widerspiegelt bzw. reflektiert. Die Vorrichtung ermittelt eine Ordnungskomponente bzw. Order Component der Motorschwingung in Echtzeit, um die Vibrationseigenschaft des Motors zu erfassen, erhält eine Linearität des Motorgeräuschs in Abhängigkeit der Schwingungseigenschaft des Motors aufrecht und steuert eine Zieltoneigenschaft, und erzeugt ein verstärkendes bzw. ergänzendes Motorgeräusch, um so den gewünschten Motorton oder das gewünschte Motorgeräusch zu realisieren.The present disclosure has been devised in an effort to provide a device for controlling engine noise that reflects vibration characteristics of an engine. The device detects an order component of the engine vibration in real time to detect the vibration characteristic of the engine, maintains a linearity of the engine noise depending on the vibration characteristic of the engine and controls a Zieltoneigenschaft, and generates an amplifying engine noise so to realize the desired engine sound or the desired engine noise.
Die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung zum Beeinflussen eines Motorgeräuschs, welches eine Motorschwingung und Fahrzustände widerspiegelt, kann um, die vorstehend beschriebenen Ziele zu erreichen, aufweisen: einen Tongenerator
Der Tongenerator
Die Vorrichtung zum Beeinflussen eines Motorgeräuschs, welches eine Motorschwingung bzw. Motorvibration und Fahrzustände widerspiegelt, kann ferner einen Sensor
Der Sensor
Die Vorrichtung zum Beeinflussen eines Motorgeräuschs, welches eine Motorschwingung und Fahrzustände widerspiegelt, kann ferner ein Mikrofon
Die Vorrichtung zum Steuern eines Motorgeräuschs, welches eine Motorschwingung und Fahrzustände widerspiegelt, kann ferner eine PID-Steuerung
Die Signalverarbeitungssteuerung
Die Ordnung des Motors kann eine proportionale Konstante der Anzahl von Umdrehungen des Motors und einer Frequenz einer Kurbelwelle des Motors sein, und die eine oder mehreren voreingestellten Ordnungen des Motors können eines oder mehreres einschließen aus einer zweiten Ordnungskomponente, einer vierten Ordnungskomponente oder einer achten Ordnungskomponente, aus einer Vielzahl von Ordnungskomponenten.The order of the engine may be a proportional constant of the number of revolutions of the engine and a frequency of a crankshaft of the engine, and the one or more preset orders of the engine may include one or more of a second order component, a fourth order component, or an eighth order component; from a variety of order components.
Eine Tonkarte in Bezug auf das Motorgeräusch in Abhängigkeit der Motorschwingung kann als Daten in der Signalverarbeitungssteuerung
Mehrere in der Signalverarbeitungsteuerung
Die Signalverarbeitungssteuerung
Die Signalverarbeitungssteuerung
Gemäß der vorliegenden Offenbarung ist die Vorrichtung, wie vorstehend beschrieben, dazu geeignet, ein unmittelbares und natürliches Motorgeräusch (Motorton) zu realisieren, welches die Motorschwingungseigenschaft widerspiegelt, welche die Tonquelle des Motorgeräuschs wird.As described above, according to the present disclosure, the apparatus is capable of realizing an immediate and natural engine noise (engine sound) reflecting the engine vibration characteristic which becomes the sound source of the engine noise.
Selbst wenn das Geräusch aufgrund einer Verschlechterung eines Fahrzeugs erhöht wird, ist die Vorrichtung darüber hinaus dazu geeignet, den Anfangszustand eines Motorgeräusch (Motorton) aufrechtzuerhalten, indem ein Mikrofon und eine PID-Steuerung benutzt werden, um dieses zu widerspiegeln.In addition, even if the noise is increased due to a deterioration of a vehicle, the apparatus is capable of maintaining the initial state of engine noise (engine sound) by using a microphone and a PID controller to reflect it.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Die vorstehenden und anderen Ziele, Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden leichter zu verstehen sein anhand der nachfolgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen, wobei:The foregoing and other objects, features and advantages of the present disclosure will become more readily understood from the following detailed description, taken in conjunction with the accompanying drawings, in which:
BESCHREIBUNG VON BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMENDESCRIPTION OF PREFERRED EMBODIMENTS
Begriffe und Wörter, die in der vorliegenden Beschreibung und in den Ansprüchen verwendet werden, sind nicht notwendigerweise gemäß ihrer allgemeinen oder Wörterbuchbedeutung auszulegen. Stattdessen können die Begriffe und Wörter gemäß einer Bedeutung und Konzepten ausgelegt werden, welche den technischen Ideen der vorliegenden Offenbarung entsprechen auf Basis eines Prinzips, das die vorliegenden Erfinder die vorliegende Offenbarung geeignet definieren können gemäß den Konzepten oder Begriffen, um ihre Offenbarungen zu beschreiben. Daher sind die bei den Ausführungsformen und Zeichnungen der vorliegenden Offenbarung beschriebenen Konfigurationen lediglich beispielhafte Ausführungsformen, stellen aber nicht all den technischen Gehalt der vorliegenden Offenbarung dar. Daher sollte die vorliegende Offenbarung so ausgelegt werden, dass sie all die Veränderungen, Äquivalente und Substitutionen einschließt, die zu dem Zeitpunkt der Einreichung dieser Anmeldung in dem Rahmen und Bereich der vorliegenden Offenbarung fallen. Wenn ermittelt wird, dass die detaillierte Beschreibung einer Technologie wohlbekannt ist und dass das Aufnehmen derselben das Konzept der vorliegenden Offenbarung unnötigerweise verschleiern könnte, wurde die detaillierte Beschreibung derselben zudem hierin weggelassen. Eine Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird hiernach unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen detailliert beschrieben.Terms and words used in the present specification and claims are not necessarily to be construed in accordance with their general or dictionary meaning. Instead, the terms and words may be construed according to meaning and concepts that correspond to the technical ideas of the present disclosure based on a principle that the present inventors may properly define the present disclosure according to the concepts or terms to describe their disclosures. Therefore, the configurations described in the embodiments and drawings of the present disclosure are merely exemplary embodiments, but do not represent all the technical content of the present disclosure. Therefore, the present disclosure should be construed to include all changes, equivalents, and substitutions at the time of filing this application within the scope of the present disclosure. When it is determined that the detailed description of a technology is well known and that incorporation thereof may unnecessarily obscure the concept of the present disclosure, the detailed description thereof has been omitted herein. An embodiment of the present disclosure will be described in detail hereinafter with reference to the accompanying drawings.
Der Tongenerator
Der Tongenerator
Im Vergleich dazu ergänzt das ergänzende Geräusch, das von dem Tongenerator
Der Vibrationssensor
Im Vergleich zu diesen Systemen gemäß dem Stand der Technik weist die vorliegende Offenbarung den Vibrationssensor
Die Signalverarbeitungssteuerung
In dieser Hinsicht bezeichnet die Ordnung des Motors eine proportionale Konstante einer Umdrehung (UpM) und einer Frequenz einer Kurbelwelle. Die eine oder die mehreren voreingestellten Ordnungen des Motors können zumindest eine aufweisen aus einer zweiten Ordnungskomponente, einer vierten Ordnungskomponente oder einer achten Ordnungskomponente. Das heißt, die Ordnung des Motors ist ein Index, der angibt, wie oft sich die Kurbelwelle pro Sekunde dreht und kann durch die folgende Gleichung 1 ausgedrückt werden.In this regard, the order of the engine refers to a proportional constant of one revolution (rpm) and one frequency of a crankshaft. The one or more preset orders of the engine may include at least one of a second order component, a fourth order component, or an eighth order component. That is, the order of the engine is an index indicating how many times the crankshaft rotates per second, and can be expressed by the following
[GLEICHUNG 1][EQUATION 1]
-
Ordnung = Kurbelwellenrotationsfrequenz/(Motor UPM/60 sec.)Order = crankshaft rotation frequency / (motor UPM / 60 sec.)
Ferner ist die zweite Ordnungskomponente des Motorgeruschs aufgrund der Ordnung, wenn die Kurbelwelle zwei Drehungen ausführt. Demensprechend ist die vierte Ordnungskomponente des Motorgeräuschs aufgrund der Ordnung, wenn sich die Kurbelwelle viermal dreht, und die achte Ordnungskomponente des Motorgeräuschs ist aufgrund der Ordnung, wenn die Kurbelwelle acht Drehungen ausführt. Der Grund dafür, dass eine oder mehrere voreingestellten Ordnungskomponenten des Motors, wie vorstehend beschrieben, die zweite Ordnungskomponente, die vierte Ordnungskomponente und die achte Ordnungskomponente einschließen, ist, dass die zweite Ordnungskomponente, die vierte Ordnungskomponente und die achte Ordnungskomponente in dem Niedrigfrequenzbereich liegen werden und daher einen großen Einfluss auf das Motorgeräusch ausüben.Further, the second order component of the engine noise is due to the order when the crankshaft makes two rotations. Demensprechend is the fourth order component of the engine noise due to the order, if the crankshaft rotates four times, and the eighth order component of the engine noise is due to the order when the crankshaft makes eight turns. The reason why one or more of the preset order components of the motor as described above include the second order component, the fourth order component, and the eighth order component is that the second order component, the fourth order component, and the eighth order component will be in the low frequency range therefore exert a large influence on the engine noise.
Das heißt, das durch den Fahrer erkannte Motorgeräusch ist das harmonisierte Geräusch von verschiedenen Ordnungskomponenten. Daher berücksichtigt die vorliegende Offenbarung die zweite Ordnungskomponente, die vierte Ordnungskomponente, und die achte Ordnungskomponente als Niedrigfrequenzkomponenten, die einen großen Einfluss ausüben unter den verschiedenen Ordnungskomponenten. Die vorliegende Offenbarung ist jedoch nicht darauf beschränkt und kann ferner verschiedene Ordnungskomponenten in Abhängigkeit des Vorhabens des Gestalters oder dergleichen einschließen.That is, the engine noise detected by the driver is the harmonized sound of various order components. Therefore, the present disclosure considers the second order component, the fourth order component, and the eighth order component as low frequency components that exert a large influence among the various order components. However, the present disclosure is not limited thereto and may further include various order components depending on the designer's intention or the like.
Ferner kann die Signalverarbeitungssteuerung
Mit anderen Worten ist die Signalverarbeitungssteuerung
Detaillierter beschrieben kann die Signalverarbeitungssteuerung
Hiernach wird unter Bezugnahme auf
Spezifischer ist der Bereich in
Die Trennung kann auf eine plötzliche Veränderung der Schwingung des Motors hin, als die Tonquelle des Motorgeräuschs, auftreten. Die plötzliche Veränderung kann verursacht werden durch eine Veränderung in dem Fahrzustand eines Fahrzeugs, wie bei einem plötzlichen Gangschalten, einer schnellen Beschleunigung und dergleichen. Wenn die Trennung auftritt, verändert sich zudem das harmonisierte Motorgeräusch (Motorgeräusch, das mit den zweiten, vierten und achten Ordnungskomponenten harmonisiert ist), welches durch den Fahrer erkannt wird, ebenfalls schnell, wodurch dem Fahrer eine Unannehmlichkeit bereitet wird.The disconnection may occur upon a sudden change in the vibration of the engine as the sound source of the engine noise. The sudden change may be caused by a change in the driving state of a vehicle such as a sudden gear shift, a quick acceleration, and the like. In addition, when the disconnection occurs, the harmonized engine noise (engine noise harmonized with the second, fourth, and eighth order components) detected by the driver also changes quickly, causing the driver discomfort.
Um dagegen vorzubeugen, kann die Signalverarbeitungssteuerung
Ferner kann eine Tonkarte in Bezug auf das Motorgeräusch mittels der Motorschwingung als Daten in der Signalverarbeitungssteuerung
Das heißt, die Tonkarte schließt Daten ein, die vorgespeichert und eingestellt sind, um einen Typ (z. B. Sportwagen oder Limousine) eines Fahrzeugs zu entsprechen. In dem Fall, in welchem nicht dem die Linearität aufrechterhaltenen Motorgeräusch entsprochen wird, wie vorstehend beschrieben, kann der Tongenerator
Die Tonkarte kann verschiedene alternative Tonkarten einschließen, wie eine dynamische Tonkarte (z. B.: eine Tonkarte für einen Sportwagen) und eine stille Tonkarte (z. B.: eine Tonkarte für eine luxuriöse Limousine) und dergleichen. Der eine oder die mehreren gespeicherten Datensätze der Tonkarten sind jedoch nicht auf diese oder auf irgendwelche speziellen Beispiele beschränkt und können zusätzlich eingestellt werden durch den Gestalter. Darüber hinaus können die Tonkarten in der Signalverarbeitungssteuerung
Daher kann die Vorrichtung zum Beeinflussen eines Motorgeräuschs, welches eine Motorschwingung und Fahrzustände widerspiegelt unabhängig vom Fahrzeugtyp installiert und verwendet werden. Die Vorrichtung kann dazu geeignet sein oder vor der Auslieferung eines Fahrzeugs eingestellt werden, in Abhängigkeit des Fahrzeugtyps eine beliebige Tonkarte zu verwenden.Therefore, the engine noise influencing apparatus, which reflects engine vibration and driving conditions, can be installed and used regardless of the vehicle type. The device may be suitable or adjusted before delivery of a vehicle, depending on the vehicle type to use any sound card.
Der Verstärker
Der Sensor
Dementsprechend kann die Signalverarbeitungssteuerung
Das Mikrofon
Detaillierter beschrieben kann das in das Fahrzeug gelangende Motorgeräusch erhöht sein aufgrund eines Alterungsprozesses eines Fahrzeugs oder dergleichen. Solange das nicht lineare Motorgeräusch nicht verstärkt ist, kann der Fahrer ein Unbehagen aufgrund der Zunahme des Motorgeräuschs selbst verspüren, wodurch sich die wahrgenommene Fahrzeugqualität verschlechtert.In more detail, the engine noise entering the vehicle may be increased due to an aging process of a vehicle or the like. As long as the non-linear engine noise is not amplified, the driver may feel discomfort due to the increase in engine noise himself, thereby deteriorating the perceived vehicle quality.
Indem das Motorgeräusch in dem Fahrzeuginnenraum durch Verwendung des in dem Fahrzeuginnenraum angebrachten Mikrofons
Im Vergleich dazu, unter Bezugnahme auf
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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